城市污水生物处理技术
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1914年 Ardern和Lockett在英国化学工业学会发表 活性污泥法的论文，此年为活性污泥法创 始年
1.2 活性污泥法基本原理
向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性 微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以 菌胶团为主的微生物类群，具有很强的吸附与氧化 有机物的能力。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和 氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后 使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多 余部分则排出活性污泥系统。
黄褐色
土腥味
似矾花絮绒颗粒 曝气池混合液：1.002～1.003
回流污泥：1.004～1.006 0.02～0.2 mm
20～100 cm2/mL
活性污泥微生物性质
真菌在活性污泥中不占优势 主要微生物： 好氧菌、真菌、原生动物以及后生动物 A．好氧菌：活性污泥净化功能最活跃的成分 ➢ 曝气池混合液细菌总数1×108个/mL。 ➢ 主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌
城市污水生物处理技术
内容提要
活性污泥法介绍 污水生物处理典型工艺及发展 脱氮除磷机理
1 活性污泥法介绍
1.1 活性污泥法的历史沿革
1882年 Angus Smith进行了向污水中鼓入空气 的实验
1884年 Dupre和Didbin对污水污泥混合液进行了 震荡曝气试验
1912年 Clarke和Gage在美国马萨诸塞州劳伦斯 实验站进行了间歇式曝气净化污水的研究
④ 剩余污泥排走系统：
1） 维持活性污泥系统的正常运行，必须定期排泥; 2） 为了使曝气池内经常保持高度活性的活性污泥。 3） 去除有机物的重要途径之一。
⑤ 供氧系统：
1）为好氧微生物提供代谢所需的溶解氧 2）使得活性污泥处于悬浮状态
1.4 活性污泥的性质
颜色 味道 状态 相对密度 粒经 比表面积
在MLSS一定的条件下，SVI值越高，所应采用 的污泥回流比也越大。
污泥龄(θc)
➢ 指曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间，活性污泥
在曝气池内的平均停留时间，故又称细胞平均停留时间：曝
气池内活性污泥的总量与每日排放污泥量（出水+剩余污泥）
之比，单位d。
c
X rQw
XV
Q Qw
Xe
当Xe≈0时，
SVI
1L混合液30 min 沉淀后污泥容积(mL) 1L混合液的污泥干重( g )
= 10 SV30 MLSS
SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度和凝 聚沉降性能。良好的活性污泥SVI常在50~120之间， SVI值过低，说明污泥活性不够，可能是水体中营 养元素缺失导致。SVI过高的污泥,，说明可能发生 污泥膨胀。如因丝状菌过度繁殖所致，则应投加相 应的消毒剂，必要时要抽干好氧池重新培养好氧污 泥。
活性污泥的沉降浓缩性能
污泥沉降比：SV
取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min后，度量 沉淀活性污泥的体积，以占混合液体积的比例（%）表示污泥 沉降比。
污泥体积指数：SVI
SV不能确切表示污泥沉降性能，故人们想起用单位干泥形 成湿泥时的体积来表示污泥沉降性能，简称污泥指数，单位为 mL/g。
② 二次沉淀池：
1）活性污泥和水分离，保证净化水的出水水质； 2）得到浓缩污泥，一部分保证污泥回流；另一部分作为剩余
污泥排出系统。
③ 污泥回流系统：
1）维持曝气池内的污泥浓度，活性污泥需要回流； 2）回流比的改变，可调整曝气池的运行工况。
基本运行参数：（城市污水） 回流污泥浓度（Xr）：8000--12000mg/L
活 性 污 泥 法 基 本 过 程 示 意 图
1.3 活性污泥系统的主要组成及其功能
供氧系统
① 曝气池
1）反应的主体，有机物被去除，同时伴随活性污泥微生物的 增殖。
2）基本设计参数：（城市污水） 悬浮固体量（X）：2000--3000mg/L; 溶解氧（DO）：1--2mg/L BOD-污泥负荷率：0.3—0.5kgBOD5/kgMLSS·d
污泥回流比R
Q
R Qr Q
曝气池 V、X
Q+Qr X
二沉池
Qr、Xr
根据泥量平衡关系： X Q Qr Qr Xr
Q-Qw Xe Qw、Xr
X XrR 1 R
106
Xr
(mg SVI (mL / g)
/ L)
X
R 106
1 RSVI
或
Biblioteka Baidu
X 106 1 SVI 1 1 R
如果活性污泥的SVI值增高，它在二次沉淀池内的浓缩浓度会 降低，即Xr降低，为了使在曝气池内混合液的活性污泥浓度保 持一定，就需要加大污泥的回流量。
肉足虫
鞭毛虫
纤毛虫
钟虫
小口钟虫
肾形虫
纤毛虫
0.1mm
原生动物中以纤 草履虫 毛虫居多数，固
着型纤毛虫可作
为指示生物，固
盖纤虫 着型纤毛虫如钟
虫、等枝虫、盖
变形虫
纤虫、独缩虫、 聚缩虫等出现且
数量较多时，说
明培养成熟且活
性良好。
C、后生动物
线虫
轮虫
原（后）生动物作为“指示性生物”
数 量
1.5 活性污泥的性能指标
属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等 特征： 1）绝大多数是好氧和兼性异养型的原核细菌； 2）在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能； 3）具有很高的增殖速率，其世代时间仅为2030分钟； 4）动胶杆菌具有将大量细菌结成为“菌胶团”的功能。
B、原生动物----
在活性污泥中大约为5×103～2×104个/ml
MLSS表示悬浮固体物质总量，MLVSS挥发性固体成分表示 有机物含量，MLNVSS灼烧残量，表示无机物含量。
MLVSS包含了微生物量，但不仅是微生物的量，由于测定 方便，目前还是近似用于表示微生物的量。
处理生活污水的活性污泥
MLVSS: 70% NVSS: 30%
MLVSS: 一般范围为55％~75％ NVSS: 一般范围为25％~45％
c
XV X rQw
污泥龄是活性污泥系统设计与运行管理的重要参数，反映了活 性污泥吸附有机物后进行稳定氧化的时间长短。污泥龄不能太 长，否则污泥会老化，影响处理效果；污泥龄不能短于活性污 泥中微生物的世代时间，否则在曝气池中不能大量增殖。
混合液悬浮固体浓度MLSS（Mixed Liquor Suspended Solid)
MLSS=Ma+Me+Mi+Mii (mg/L混合液） 式中：Ma——具备活性细胞成分；
Me——内源代谢残留的微生物有机体； Mi——未代谢的不可生化的有机悬浮固体； Mii——吸附的无机悬浮固体。
按有机性和无机性成分：
1.2 活性污泥法基本原理
向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性 微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以 菌胶团为主的微生物类群，具有很强的吸附与氧化 有机物的能力。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和 氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后 使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多 余部分则排出活性污泥系统。
黄褐色
土腥味
似矾花絮绒颗粒 曝气池混合液：1.002～1.003
回流污泥：1.004～1.006 0.02～0.2 mm
20～100 cm2/mL
活性污泥微生物性质
真菌在活性污泥中不占优势 主要微生物： 好氧菌、真菌、原生动物以及后生动物 A．好氧菌：活性污泥净化功能最活跃的成分 ➢ 曝气池混合液细菌总数1×108个/mL。 ➢ 主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌
城市污水生物处理技术
内容提要
活性污泥法介绍 污水生物处理典型工艺及发展 脱氮除磷机理
1 活性污泥法介绍
1.1 活性污泥法的历史沿革
1882年 Angus Smith进行了向污水中鼓入空气 的实验
1884年 Dupre和Didbin对污水污泥混合液进行了 震荡曝气试验
1912年 Clarke和Gage在美国马萨诸塞州劳伦斯 实验站进行了间歇式曝气净化污水的研究
④ 剩余污泥排走系统：
1） 维持活性污泥系统的正常运行，必须定期排泥; 2） 为了使曝气池内经常保持高度活性的活性污泥。 3） 去除有机物的重要途径之一。
⑤ 供氧系统：
1）为好氧微生物提供代谢所需的溶解氧 2）使得活性污泥处于悬浮状态
1.4 活性污泥的性质
颜色 味道 状态 相对密度 粒经 比表面积
在MLSS一定的条件下，SVI值越高，所应采用 的污泥回流比也越大。
污泥龄(θc)
➢ 指曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间，活性污泥
在曝气池内的平均停留时间，故又称细胞平均停留时间：曝
气池内活性污泥的总量与每日排放污泥量（出水+剩余污泥）
之比，单位d。
c
X rQw
XV
Q Qw
Xe
当Xe≈0时，
SVI
1L混合液30 min 沉淀后污泥容积(mL) 1L混合液的污泥干重( g )
= 10 SV30 MLSS
SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度和凝 聚沉降性能。良好的活性污泥SVI常在50~120之间， SVI值过低，说明污泥活性不够，可能是水体中营 养元素缺失导致。SVI过高的污泥,，说明可能发生 污泥膨胀。如因丝状菌过度繁殖所致，则应投加相 应的消毒剂，必要时要抽干好氧池重新培养好氧污 泥。
活性污泥的沉降浓缩性能
污泥沉降比：SV
取混合液至1000mL或100mL量筒，静止沉淀30min后，度量 沉淀活性污泥的体积，以占混合液体积的比例（%）表示污泥 沉降比。
污泥体积指数：SVI
SV不能确切表示污泥沉降性能，故人们想起用单位干泥形 成湿泥时的体积来表示污泥沉降性能，简称污泥指数，单位为 mL/g。
② 二次沉淀池：
1）活性污泥和水分离，保证净化水的出水水质； 2）得到浓缩污泥，一部分保证污泥回流；另一部分作为剩余
污泥排出系统。
③ 污泥回流系统：
1）维持曝气池内的污泥浓度，活性污泥需要回流； 2）回流比的改变，可调整曝气池的运行工况。
基本运行参数：（城市污水） 回流污泥浓度（Xr）：8000--12000mg/L
活 性 污 泥 法 基 本 过 程 示 意 图
1.3 活性污泥系统的主要组成及其功能
供氧系统
① 曝气池
1）反应的主体，有机物被去除，同时伴随活性污泥微生物的 增殖。
2）基本设计参数：（城市污水） 悬浮固体量（X）：2000--3000mg/L; 溶解氧（DO）：1--2mg/L BOD-污泥负荷率：0.3—0.5kgBOD5/kgMLSS·d
污泥回流比R
Q
R Qr Q
曝气池 V、X
Q+Qr X
二沉池
Qr、Xr
根据泥量平衡关系： X Q Qr Qr Xr
Q-Qw Xe Qw、Xr
X XrR 1 R
106
Xr
(mg SVI (mL / g)
/ L)
X
R 106
1 RSVI
或
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X 106 1 SVI 1 1 R
如果活性污泥的SVI值增高，它在二次沉淀池内的浓缩浓度会 降低，即Xr降低，为了使在曝气池内混合液的活性污泥浓度保 持一定，就需要加大污泥的回流量。
肉足虫
鞭毛虫
纤毛虫
钟虫
小口钟虫
肾形虫
纤毛虫
0.1mm
原生动物中以纤 草履虫 毛虫居多数，固
着型纤毛虫可作
为指示生物，固
盖纤虫 着型纤毛虫如钟
虫、等枝虫、盖
变形虫
纤虫、独缩虫、 聚缩虫等出现且
数量较多时，说
明培养成熟且活
性良好。
C、后生动物
线虫
轮虫
原（后）生动物作为“指示性生物”
数 量
1.5 活性污泥的性能指标
属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等 特征： 1）绝大多数是好氧和兼性异养型的原核细菌； 2）在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能； 3）具有很高的增殖速率，其世代时间仅为2030分钟； 4）动胶杆菌具有将大量细菌结成为“菌胶团”的功能。
B、原生动物----
在活性污泥中大约为5×103～2×104个/ml
MLSS表示悬浮固体物质总量，MLVSS挥发性固体成分表示 有机物含量，MLNVSS灼烧残量，表示无机物含量。
MLVSS包含了微生物量，但不仅是微生物的量，由于测定 方便，目前还是近似用于表示微生物的量。
处理生活污水的活性污泥
MLVSS: 70% NVSS: 30%
MLVSS: 一般范围为55％~75％ NVSS: 一般范围为25％~45％
c
XV X rQw
污泥龄是活性污泥系统设计与运行管理的重要参数，反映了活 性污泥吸附有机物后进行稳定氧化的时间长短。污泥龄不能太 长，否则污泥会老化，影响处理效果；污泥龄不能短于活性污 泥中微生物的世代时间，否则在曝气池中不能大量增殖。
混合液悬浮固体浓度MLSS（Mixed Liquor Suspended Solid)
MLSS=Ma+Me+Mi+Mii (mg/L混合液） 式中：Ma——具备活性细胞成分；
Me——内源代谢残留的微生物有机体； Mi——未代谢的不可生化的有机悬浮固体； Mii——吸附的无机悬浮固体。
按有机性和无机性成分：